2025年大学大二（农业电气化与自动化）电力电子技术基础阶段测试题及答案.doc

2025年大学大二（农业电气化与自动化）电力电子技术基础阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本大题共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 电力电子技术的核心是（ ）
A. 电力变换 B. 电能传输 C. 电力控制 D. 电力分配
2. 下列哪种电力电子器件属于半控型器件（ ）
A. 晶闸管 B. 电力MOSFET C. IGBT D. GTO
3. 晶闸管导通的条件是（ ）
A. 阳极加正向电压，门极加反向电压
B. 阳极加反向电压，门极加正向电压
C. 阳极和门极都加正向电压
D. 阳极和门极都加反向电压
4. 晶闸管关断的条件是（ ）
A. 阳极电流小于维持电流
B. 阳极电流大于维持电流
C. 阳极电压小于零
D. 门极电流小于零
5. 单相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为（ ）
A. √2U2 B. 2√2U2 C. U2 D. 2U2
6. 单相桥式全控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为（ ）
A. √2U2 B. 2√2U2 C. U2 D. 2U2
7. 三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为（ ）
A. √2U2 B. 2√2U2 C. √6U2 D. 2√6U2
8. 三相桥式全控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为（ ）
A. √2U2 B. 2√2U2 C. √6U2 D. 2√6U2
9. 有源逆变电路中，晶闸管的触发角α应满足（ ）
A. 0°<α<90° B. 90°<α<180° C. 0°<α<180° D. α>180°
10. 直流斩波电路中，降压斩波电路的输出电压平均值Uo与输入电压Ud的关系为（ ）
A. Uo=αUd B. Uo=(1-α)Ud C. Uo=Ud/α D. Uo=Ud/(1-α)
11. 直流斩波电路中，升压斩波电路的输出电压平均值Uo与输入电压Ud的关系为（ ）
A. Uo=αUd B. Uo=(1-α)Ud C. Uo=Ud/α D. Uo=Ud/(1-α)
12. 下列哪种电路属于直流-直流变换电路（ ）
A. 整流电路 B. 逆变电路 C. 斩波电路 D. 交流调压电路
13. 电力MOSFET的特点是（ ）
A. 开关速度快 B. 通态电阻小 C. 驱动功率小 D. 以上都是
14. IGBT的特点是（ ）
A. 开关速度快 B. 通态压降小 C. 输入阻抗高 D. 以上都是
15. GTO的特点是（ ）
A. 可关断 B. 开关速度快 C. 通态压降小 D. 以上都是
16. 下列哪种电路属于交流-直流变换电路（ ）
A. 整流电路 B. 逆变电路 C. 斩波电路 D. 交流调压电路
17. 下列哪种电路属于直流-交流变换电路（ ）
A. 整流电路 B. 逆变电路 C. 斩波电路 D. 交流调压电路
18. 单相交流调压电路中，晶闸管的触发角α与输出电压Uo的关系为（ ）
A. Uo=U2sinα B. Uo=U2cosα C. Uo=U2tanα D. Uo=U2cotα
19. 三相交流调压电路中，晶闸管的触发角α与输出电压Uo的关系为（ ）
A. Uo=U2sinα B. Uo=U2cosα C. Uo=U2tanα D. Uo=U2cotα
20. 电力电子技术在农业电气化与自动化中的应用主要包括（ ）
A. 电机调速 B. 电力节能 C. 电力变换 D.以上都是

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。把答案填在题中的横线上。

1. 电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它主要研究电力电子器件、______和电力电子装置及其系统。
2. 晶闸管的导通条件是阳极加______电压，门极加______电压。
3. 单相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为______。
4. 直流斩波电路中，降压斩波电路的输出电压平均值Uo与输入电压Ud的关系为______。
5. 电力MOSFET的特点是开关速度快、通态电阻小、______。

（二）简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述电力电子技术的发展历程。
2. 简述晶闸管的工作原理。
3. 简述单相桥式全控整流电路的工作原理。
4. 简述直流斩波电路的分类及特点。

（三）分析计算题（共20分）
答题要求：本大题共2小题，每小题10分。分析计算并回答问题。

1. 单相半波可控整流电路，电阻性负载，U2=220V，要求输出直流电压Ud=100V，计算晶闸管的触发角α。
2. 三相桥式全控整流电路，电阻性负载，U2=380V，要求输出直流电压Ud=234V，计算晶闸管的触发角α。

（四）综合应用题（共10分）
答题要求：本大题共1小题，10分。结合材料，回答问题。
材料：在农业灌溉系统中，常常需要对水泵电机进行调速控制，以实现节能和精准灌溉。电力电子技术中的变频调速技术可以有效地解决这一问题。
问题：请简述变频调速技术在农业灌溉系统中的应用原理及优势。

（五）设计题（共10分）
答题要求：本大题共1小题，10分。设计一个简单的直流斩波电路，要求实现降压功能，并说明其工作原理。

答案：
1. A
2. A
3. C
4. A
5. A
6. A
7. C
8. D
9. B
10. B
11. D
12. C
13. D
14. D
15. A
16. A
17. B
18. B
19. B
20. D
填空题答案：1. 电力电子电路 2. 正向，正向 3. √2U2 4. Uo=(1-α)Ud 5. 驱动功率小
简答题答案：1. 电力电子技术经历了由电子管到半导体器件，由分立元件到集成化模块，由低频到高频，由低电压小电流到高电压大电流的发展历程。2. 晶闸管由阳极、阴极和门极组成。当阳极加正向电压，门极加正向触发信号时，晶闸管导通；当阳极电流小于维持电流时，晶闸管关断。3. 单相桥式全控整流电路由四个晶闸管组成。在交流电源的一个周期内，通过控制晶闸管的触发角，使负载上得到可控的直流电压。4. 直流斩波电路分为降压斩波电路、升压斩波电路和升降压斩波电路等。降压斩波电路输出电压低于输入电压，升压斩波电路输出电压高于输入电压，升降压斩波电路可根据需要实现升压或降压。
分析计算题答案：1. 由Ud=0.45U2(1+cosα)/2，可得100=0.45×220×(1+cosα)/2，解得cosα=0.02，α≈88.9°。2. 由Ud=2.34U2cosα，可得234=2.34×380×cosα，解得cosα=0.25，α=75.5°。
综合应用题答案：变频调速技术通过改变电机电源的频率来调节电机转速。在农业灌溉系统中，根据实际灌溉需求调整水泵电机转速，避免电机长时间高速运行，从而达到节能目的。同时，精准控制转速可实现精准灌溉，提高水资源利用效率。
设计题答案：设计一个降压斩波电路，由直流电源Ud、晶闸管VT、电感L、电容C和负载RL组成。当晶闸管导通时，电源向电感充电，电感储能；当晶闸管关断时，电感释放能量，与电源一起向负载供电，从而实现降压功能。